To the Editor:
Diaphragm pacing is an alternative to mechanical ventilation in patients with high cervical cord damage (>C4 dermatome). Het levert klinische voordelen op en verlaagt de gezondheidskosten. Het is ook geïndiceerd in bepaalde gevallen van centrale hypoventilatie. In de handel zijn twee typen pacingsystemen voor het middenrif verkrijgbaar. Bij intrathoracale frenische stimulatie worden elektroden geïmplanteerd rond de frenische zenuwen in de thorax (Avery Biomedical, Commack, NY, VS; en Atrotech, Tampere, Finland). Zenuw dissectie tijdens een video-geassisteerde mini-thoracotomie maakt intiem contact van de stimulerende elektroden met de zenuw. De stimulerende stromen liggen gewoonlijk tussen 0,3-3,5 mA. Bij intradiaphragmatische stimulatie worden de haakdraadelektroden laparoscopisch in het diafragma geïmplanteerd in de nabijheid van het uiteinde van de nervus phrenicus (Synapse Biomedical, VS). Stimulerende stromen variëren meestal tussen 5-20 mA. Bij quadriplegische patiënten, intradiaphragmatische phrenic stimulatie is effectief en is bepleit als gemakkelijker te implementeren en minder duur dan zijn intrathoracale tegenhanger. Bij patiënten die spontane diafragma-activiteit behouden, is deze aanpak aantrekkelijk omdat het verstoken is van het theoretische risico van procedure-geïnduceerde nervus phrenicus schade geassocieerd met de intrathoracale route. Om deze redenen hebben wij intradiaphragmatische frenische stimulatoren geïmplanteerd bij vier hypoventilatiepatiënten nadat het apparaat in 2010 in Frankrijk werd toegelaten. In Frankrijk zijn zowel intrathoracale als intradiaphragmatische pacing van het diafragma toegestaan en vergoed door de sociale zekerheid bij quadriplegie en centrale hypoventilatie en worden in het hele land behandeld in één multidisciplinair centrum.
Dit verslag is gemotiveerd door het feit dat in deze vier gevallen de efficiëntie van de pacing van het diafragma werd gecompromitteerd en het klinisch beheer werd bemoeilijkt door pijn die gepaard ging met frenische stimulatie. Wij hebben dit niet waargenomen bij vergelijkbare patiënten die intrathoracaal waren geïmplanteerd.
Wij beschrijven negen patiënten (tabel 1) die allen centrale hypoventilatie hadden, gedocumenteerde diafragmaresponsen op frenische stimulatie en bewaarde gevoeligheid bij klinisch onderzoek (aanwezige en symmetrische speldenprik- en licht-aanraaksensaties bij routinematig systematisch neurologisch onderzoek). Zij rapporteerden normale pijnperceptie in het dagelijks leven. Phrenic stimulator implantaties werden uitgevoerd over een periode van 15 jaar. Patiënten 1-5 werden intrathoracaal geïmplanteerd (één chirurg, groep 1) en patiënten 6-9 werden intradiaphragmatisch geïmplanteerd (één chirurg, groep 2). Patiënten 1-3 werden eerst geïmplanteerd, daarna patiënten 6-9 en daarna patiënten 4-5. Patiënten 1-3 werden geïmplanteerd in het kader van een extern goedgekeurd onderzoek. De andere patiënten werden geïmplanteerd op klinische indicatie. Zij gaven toestemming voor het anonieme gebruik van hun klinische gegevens, dat werd goedgekeurd door de Institutional Review Board van de Société de Pneumologie de Langue Française (besluit #2014-048). De omkering van hypoventilatie-gerelateerde pulmonale hypertensie door intradiaphragmatische frenische stimulatie bij patiënt 6 is elders beschreven .
- View inline
- View popup
Karakteristieken van de patiënt en uitkomsten van diafragma pacing
Phrenische stimulatie-geïnduceerde pijn werd gedefinieerd als pijn: 1) die spontaan of in antwoord op gerichte vragen werd gemeld, 2) die optrad bij het begin van de pacing en min of meer snel verdween bij het stopzetten ervan, 3) waarbij een pathofysiologisch logisch gebied betrokken was (bovenste abdominale kwadranten, inferieure thoracale regio’s, nek/schouder), en 4) waarbij zowel een vermindering van de stimulatie-intensiteit als pijnstillende medicatie nodig was om de pacing voort te zetten. Volledige ventilatoire autonomie (spenen van mechanische beademing) werd gedefinieerd als de mogelijkheid voor de patiënt om 24 uur per dag aan diafragma pacing te blijven, ongeacht het feitelijke gebruik van het apparaat en van arteriële kooldioxide spanning (PaCO2). Sommige patiënten bereikten ventilatoire autonomie enkele dagen na de implantatie. Bij anderen werd gedurende 2-9 weken een afbouwprotocol gevolgd dat vergelijkbaar is met dat bij quadriplegie (incrementele dagelijkse stimulatiesessies op basis van behoud van getijdevolume en klinische tolerantie). In dit specifieke rapport werd het resultaat van de ventilatoire autonomie 1 jaar na de implantatie beoordeeld. Persisterende hypoventilatie werd gedefinieerd als hypercapnie (PaCO2 ≥45 mmHg) onder pacing. Volledige correctie van pulmonale hypertensie werd gedefinieerd als de terugkeer van echocardiografisch gemeten systolische arteriële druk <30 mmHg. Uitkomsten werden vergeleken met behulp van 2×2 contingentietabellen en Fischer’s exact test waarbij p<0,05 als significant werd beschouwd.
Phrenische stimulatie-geïnduceerde pijn werd nooit waargenomen in groep 1, terwijl deze altijd aanwezig was in groep 2 (p=0,0079). Het bestond uit unilaterale of bilaterale nek- en schouderpijn (C3-C5 dermatomes). De pijn werd over het algemeen beschreven als een pijnlijk en/of branderig gevoel dat onmiddellijk of bijna onmiddellijk na het aanzetten van de stimulator begon en enkele minuten na het uitzetten kon aanhouden. De pijn werd niet geassocieerd met allodynie of hyperalgesie. Vóór elke interventie varieerde de beoordeling op de visuele analoge schaal van 20-70% van de volledige schaal, afhankelijk van de patiënt. Ventilatoire autonomie werd consistent bereikt in groep 1 en in twee groep 2 patiënten (p=0,166). Persisterende hypoventilatie werd niet waargenomen in groep 1 maar was aanwezig in drie groep 2 patiënten (p=0.047). Correctie van pulmonale hypertensie werd bereikt ongeacht de stimulatietechniek (één geval in elke groep). Eén patiënt (patiënt 6) die pregabaline kreeg voorgeschreven om de pacing-tolerantie te verbeteren, ontwikkelde cytolytische hepatitis die een wijziging van de behandeling noodzakelijk maakte.
Hoewel de waarnemingen over een lange periode werden verzameld, waren de pre-implantatieprocedures, de chirurgische procedures en de follow-up procedures onveranderlijk. Alle patiënten werden door dezelfde onderzoekers getest, de stimulatoren werden voor elke techniek door één chirurg geïmplanteerd, en de follow-up werd in één centrum gestandaardiseerd. Bovendien werd de intradiaphragmatische reeks “geflankeerd” door de intrathoracale reeks. Daarom menen wij dat de lengte van de observatieperiode (die gemakkelijk te verklaren is door het unieke karakter van het cohort; bij ons weten is er in de literatuur geen beschrijving van een soortgelijke case-serie van hypoventilatiepatiënten bij volwassenen) geen significante bron van bias is.
De nervus phrenicus is een gemengde zenuw. Hij geleidt afferenten van het subdiafragmatische peritoneum (lever en milt), pericardium, lagere regionen van het borstvlies, en het diafragma. Klinisch vertaalt phrenic afferents irritatie zich in verwezen nek en schouder pijn (C3-C5 sensorisch territorium, Kehr’s teken) . Onze waarnemingen zijn verenigbaar met dit mechanisme. De afferenten van de nervus phrenicus bestaan uit C-vezels van het diafragma. Deze kleine ongemyeliniseerde vezels hebben een hoge excitatie drempel; het is niet waarschijnlijk dat ze gedepolariseerd worden door de lage intensiteit stromen gebruikt voor intrathoracale phrenic stimulatie (maximum 2.2 mA in tabel 1) die zijn toegestaan door de nabijheid van de elektrode en de zenuw. Wij veronderstellen dat, in tegenstelling, de hogere stimulatie intensiteiten (tabel 1) die nodig zijn om intradiaphragmatische frenische stimulatie, vanwege een grotere elektrode-nerve afstand te bereiken, voldoende waren om C-vezels depolariseren in de nabijheid van de elektroden en pijn induceren. In overeenstemming hiermee bleken pijnstillende medicijnen waarvan bekend is dat ze effectief zijn tegen neuropathische pijn (pregabaline, gabapentine en duloxetine) nuttig bij onze patiënten. Het verlagen van de stimulatie-intensiteit bleek ook nuttig, maar bracht de efficiëntie van de pacing in gevaar; hoewel de frequentie van de ventilatoire autonomie niet statistisch verschilde tussen de groepen, kwam persisterende hypoventilatie significant vaker voor in groep 2. Aan diafragma pacing gerelateerde pijn is niet gemeld bij intrathoracale frenische stimulatie, behalve in gevallen van disfunctie van het apparaat. Intradiafragmatische nervus phrenicus stimulatie-gerelateerde “ongemak” of openlijke pijn, zijn beschreven in klinische studies van diafragma pacing in amyotrofe laterale sclerose. In deze context is de stimulatie van de nervus phrenicus niet gericht op het bereiken van beademing maar op het conditioneren van het diafragma; de stimulatie wordt toegediend bij lagere intensiteiten die verder kunnen worden verlaagd om de pijn te beheersen. Toch bevestigt het optreden van pijn in deze setting de realiteit van het probleem. Wij hebben ook pijn waargenomen tijdens intradiaphragmatische frenische stimulatie bij twee quadriplegische patiënten met incomplete ruggenmerg laesies. Van de nota, is afgestompte pijnperceptie beschreven in congenitale centrale hypoventilatie syndroom (CCHS) kinderen en zou kunnen hebben bijgedragen aan het ontbreken van pijn gemeld in de twee CCHS patiënten in groep 1. Toch hadden de andere patiënten in deze groep geen pijnperceptie problemen en de CCHS patiënt in groep 2 ervoer wel ernstige pijn.
Concluderend, onze waarnemingen moeten in gedachten worden gehouden bij het kiezen van een diafragma pacing techniek bij patiënten met functionele sensorische paden. De voordelen van intradiaphragmatische phrenic pacing zouden dan immers teniet kunnen worden gedaan door tolerantieproblemen. Toekomstige technische ontwikkelingen van intradiaphragmatische frenische stimulatie moeten zich richten op stimulatieprotocollen waarbij stimulatie van motorvezels behouden blijft en stimulatie van C-vezels wordt vermeden. Niet gerapporteerde voorlopige gegevens suggereren dat gewijzigde puls modulatie schema’s dit zou kunnen bereiken, maar dit zal specifiek moeten worden onderzocht. Van belang is dat toekomstige andere mini-invasieve diafragma pacing technieken, zoals transveneuze frenische stimulatie, worden onderzocht op tolerantie buiten de specifieke quadriplegie context en in het bijzonder als diafragma pacing indicaties verbreden, bijv. als een hulpmiddel bij mechanische beademing in intensive care patiënten.